DE19715268A1 - Einseitig imprägnierter Papierdruckträger - Google Patents
Einseitig imprägnierter PapierdruckträgerInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einseitig pigmentgestrichene
Dünnschichtfolien auf der Basis von Vorimprägnaten.
Dekorfolien mit Finishoberfläche sind dekorative
Oberflächenmaterialien für Span- und MDF-Platten
(mitteldichte Faserplatten) im Möbelbau. Diese
Dekorfolien sind kunstharzgetränkte oder
kunstharzgetränkte und nachträglich
oberflächenbehandelte, dekorativ bedruckte oder
unbedruckte Papierbahnen in einem unter Druck und Wärme
nicht mehr reaktivierbaren Zustand. Je nach Art des
Tränkverfahrens wird zwischen duroplastischen Dekorfolien
mit durchimprägniertem Kern (off line-Verfahren) und
Dekorfolien auf der Basis von Vorimprägnaten (on line-
Verfahren) unterschieden, auf denen anschließend eine
Finish-Beschichtung vorgenommen werden kann. Somit
entsteht eine Dekorfolie, die eine fertige Oberfläche
besitzt.
Dekorfolien auf der Basis von Vorimprägnaten werden
bereits innerhalb der Papiermaschine, unmittelbar nach
der Blattbildung, mit einem Harzgemisch in Abhängigkeit
von der flächenbezogenen Masse des Basispapiers mehr oder
weniger tief getränkt. Nach der Trocknung muß das Papier
oder die Folie spaltfest sein, damit bei den
nachfolgenden Verarbeitungsschritten der Finish-
Beschichtung und Kaschierung auf entsprechende Träger
keine Fasertrennung innerhalb der Dekorfolie eintritt.
Durch hohen Zusatz von Weißpigmenten oder Farbpigmenten
zu der Papiermasse wird die gewünschte Opazität, Färbung
und gegebenenfalls auch Lichtechtheit dieser
Vorimprägnate erreicht.
Vorimprägnate oder Dekorfolien mit einer flächenbezogenen
Masse zwischen 20 und 80 g/m2 werden als
Dünnschichtfolien bezeichnet. Diese Dünnschichtfolien
zeichnen sich meist durch eine gute Planlage und damit
problemlose Kaschierbarkeit aus, während die
Bedruckbarkeit mit wäßrigen oder lösungsmittelhaltigen
Tiefdruckfarben aufgrund der begrenzten Glättbarkeit
durch den Kunstharzanteil nur mittleren Ansprüchen
genügt.
Bekannt sind ferner nicht imprägnierte Dünnschichtfolien,
sogenannte Japanpapiere, mit flächenbezogenen Massen
zwischen 20 und 50 g/m2, die zunehmend als dekorative
Oberflächenmaterialien eingesetzt werden.
Im Gegensatz zu Vorimprägnaten enthalten diese weißen
oder gefärbten Papiere keine oder nur geringe
Pigmentanteile und besitzen dadurch im unbehandelten
Zustand nur eine geringe Opazität. Dadurch sind sie nur
begrenzt in der Lage, die Oberfläche von Span- und
MDF-Platten ausreichend abzudecken. Diese Japanpapiere
weisen eine sehr gute innere Festigkeit und einseitige
Glätte aus, die eine sehr gute Tiefbedruckbarkeit und
Lackierbarkeit ermöglichen. Dagegen neigen diese nicht
mit Kunstharzen imprägnierten, sondern lediglich
oberflächig mit einem unpigmentierten Polymerfilm
behandelten Japanpapiere beim Kaschierprozeß unter
Verwendung meist wäßriger Klebstoffe sehr stark zum
Einrollen an den Kanten. Im allgemein üblichen
kontinuierlichen Verfahren mittels Rollenkaschier-Anlagen
ist deshalb deren Fixierung und Trocknung auf Span- oder
MDF-Platten nur unter Schwierigkeiten möglich. Die damit
abgedeckten Platten lassen sich dann aber ebenso
problemlos wie bei der Verwendung von Vorimprägnaten
bearbeiten, da das aufkaschierte Papier nur einen kurzen
Faserausriß zeigt.
Aufgabe der Erfindung war es deshalb, Dünnschichtfolien
möglichst niedriger flächenbezogener Masse
bereit zustellen, die bei ausreichender Spaltfestigkeit
eine gute Planlage und eine gleich gute oder sogar
schnellere Rollenkaschierbarkeit mit wäßrigen Klebstoffen
aufweisen, sich aber zusätzlich durch eine sehr gute
Tiefbedruckbarkeit und Lackierbarkeit auszeichnen.
Außerdem sollten die Dünnschichtfolien bei vergleichbarer
flächenbezogener Masse möglichst eine höhere
Lichtechtheit und Opazität als übliche Japanpapiere und
bessere Festigkeiten als bekannte Vorimprägnate besitzen.
Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Dünnschichtfolie,
die auf der Oberseite des Papiers, der Druck- oder
Lackierseite, einen Pigmentstrich aufweist und ausgehend
von der Unterseite, der Kaschierseite, mit einem
Tränkharzharz imprägniert ist.
Zur Herstellung der erfindungsgemäßen Dünnschichtfolien
werden Zellstoffasergemische hoher Saugfähigkeit und
Festigkeit, beispielsweise aus Eukalyptus-Zellstoff und
Kiefernholzsulfat-Zellstoff, eingesetzt. Eine
Masseleimung ist nicht unbedingt erforderlich und das
Zellstoffasergemisch kann je nach gewünschtem
Anwendungszweck Weißpigmente oder Farbpigmente enthalten.
Der auf der einen Seite der Dünnschichtfolie ausgebildete
pigmentstrich besitzt eine Masse von 1 bis 8 g/m2,
beispielsweise 3, 5 oder 7 g/m2. Das Verhältnis Pigment zu
Bindemittel im pigmentstrich beträgt vorzugsweise
1 : 0,05 bis 1 : 1 und in einer besonders bevorzugten
Ausführungsform 1 : 0,08 bis 1 : 0,35, bezogen auf den
Feststoffgehalt.
Zur Herstellung des Pigmentstrichs werden Weißpigmente,
wie Kaolin, Calciumcarbonat, Aluminiumhydroxid, Talkum,
Titandioxid oder Farbpigmente, wie Eisenoxidpigmente,
Ruß, Kupfer-, Aluminium, andere Metallpigmente oder
organische Farbpigmente allein oder im Gemisch eingesetzt
gegebenenfalls unter Zusatz von Flüssigfarbstoffen. Der
Pigmentstrich kann natürliche oder synthetische
Bindemittel, wie Stärke, Polyvinylalkohol,
Carboxymethylcellulose, Polymerdispersionen auf der Basis
von Acrylsäure, Acrylsäureester, Styrol, Butadien,
Vinylacetat oder Acrylnitril enthalten. Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform enthält der Pigmentstrich 1
bis 10 Gewichtsteile, bezogen auf den Pigmentanteil,
Melaminharz, Harnstoffharz oder Phenolharz. Übliche
Vernetzungsmittel und Penetrationshilfsmittel können im
Pigmentstrich enthalten sein.
Der Pigmentstrich besitzt Barriereeigenschaften gegenüber
wäßrigen oder lösungsmittelhaltigen Substanzen, wie
Lacken und Druckfarben. Um bei möglichst dünnen
Pigmentstrichen eine gute Glättbarkeit und damit
ausreichende Barriereeigenschaften zu erzielen, sind
plättchenförmige Pigmente, wie Kaolin, Aluminiumhydroxid
oder Talkum besonders bevorzugt.
Der Erniedrigung der flächenbezogenen Masse der
erfindungsgemäßen einseitig pigmentgestrichenen
Dünnschichtfolien sind jedoch Grenzen im Hinblick auf die
Festigkeit und Deckkraft (Opazität) der Dekorfolie
gesetzt. Einerseits kann zwar durch Zusatz
opazitätssteigender, lichtechter Weiß- oder Farbpigmente
zur Faserstoffmasse die Opazität erhöht werden, was aber
gleichzeitig die Papierfestigkeit negativ beeinflußt. Der
Zusatz von Trocken- und Naßfestigkeitsmitteln kann diese
negative Beeinflussung der Papierfestigkeit in gewissem
Maß vermindern. Andererseits ist es bei der Herstellung
von gefärbten Papieren durchaus möglich, teilweise oder
vollständig diese Pigmente durch wäßrige Farbstoffe
geringerer Lichtechtheit zu ersetzen, da der
Pigmentstrich den Nachteil einer geringeren Lichtechtheit
solcher gefärbten Papiere auszugleichen vermag. Durch den
Zusatz von beispielsweise anionischen oder kationischen
Direktfarbstoffen zum Faserstoff wird die gewünschte
Färbung des Papiers ohne Festigkeitseinbuße erreicht,
gleichzeitig aber durch den einseitig ausgebildeten
Pigmentstrich noch die Opazität und die Lichtechtheit
verbessert.
Zur Tränkung des Rohpapiers können wäßrige
Polymerdispersionen auf der Basis der oben genannten
Monomeren und Melamin-, Harnstoff- oder Phenolharze sowie
deren Gemische mit Polymerdispersionen eingesetzt werden.
Durch anteiligen Zusatz von höchstens etwa zehn
Gewichtsteilen (fest) Weißpigment zur Tränkflüssigkeit
kann die Opazität weißer Vorimprägnate noch gesteigert
werden. Die Harzaufnahme kann 5 bis 25 Gew.-%, bezogen auf
das Rohpapiergewicht, vorzugsweise 5 bis 15 Gew.-%
betragen.
Ferner können den Imprägniergemischen weitere
Hilfsmittel, wie Benetzungsmittel, Viskositätsregler,
Antihaft- und Penetrationshilfsmittel, Pigmente,
Farbstoffe und Entschäumer zugesetzt werden.
Der Pigmentstrich kann vorzugsweise mittels der
sogenannten Dünnstrichtechnologie innerhalb der
Papiermaschine auf das Rohpapier aufgebracht werden.
Beschrieben ist diese Verfahrensweise in Das Papier,
1991, Heft 10 A, S. V120-Vl24 sowie Wochenblatt für
Papierfabrikation, 1993, Heft 10, S.390-393 und 1994,
Heft 17, S.671-676.
Für die Herstellung der erfindungsgemäßen
Dünnschichtfolien hat sich die sogenannte Differential
Coating-Fahrweise als besonders vorteilhaft erwiesen, die
im "Wochenblatt für Papierfabrikation (1992) Nr. 6,
S. 198-205" beschrieben ist. Bei Anwendung dieser
Auftragstechnologie wird einseitig ein dünner
Pigmentstrich mittels der zuvor erwähnten
Dünnstrichtechnologie auf die Papierbahn aufgebracht und
gleichzeitig erfolgt das Imprägnieren von der anderen
Papierseite im Walzennip (Sumpfausbildung).
Durch die Imprägnierung wird das Papiergefüge in
Abhängigkeit von den späteren Verarbeitungsanforderungen
in seiner Elastizität oder Sprödigkeit/Planlage meßbar
verändert. Außerdem zeichnet sich die erfindungsgemäße
Dekorfolie mit der imprägnierten Papierrückseite durch
eine schnelle und feste Verbindung mit der zu
kaschierenden Span- oder MDF-Platte aus. Dazu trägt auch
die physikalisch-chemische Oberflächengestaltung der
Dünnschichtfolie wesentlich bei.
Die erfindungsgemäßen imprägnierten und
oberflächenpigmentierten Dünnschichtfolien können
einseitig geglättet werden, wobei sich eine
on line-Glättung mittels Soft- oder Maschinenkalander zur
Erhaltung der Opazität des Papiers als besonders
vorteilhaft erwiesen hat.
Die erfindungsgemäßen einseitig pigmentgestrichenen
Dünnschichtfolien auf der Basis von Vorimprägnaten
besitzen eine ausreichend gute Planlage und
Spaltfestigkeit sowie auf der pigmentgestrichenen Seite
sehr gute Bedruckbarkeit und Lackierbarkeit. Die mit
Kunstharzen imprägnierte Rückseite des Papiers ermöglicht
eine schnelle und problemlose Verleimung auf
Faserstoffplatten.
Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung.
Auf einer etwa 2,30 m breiten Papiermaschine mit einer
Maschinengeschwindigkeit von 400 m/Min wurde ein
hellbraun eingefärbtes Rohpapier von 45 g/m2 mit einer
Faserstoffzusammensetzung von 80% Eukalyptus- und 20%
Kiefernsulfat-Zellstoff ohne Masseleimung und mit einem
Füllstoffeinsatz von 25 kg Titandioxid pro Tonne
Faserstoff hergestellt und auf einem
Zweiwalzenauftragswerk (Filmpresse) unter Anwendung der
Differential Coating-Fahrweise einseitig mit einem Clay-Pig
mentstrich hohen Bindemittelanteils von 3 bis 4 g/m2
versehen und auf der Rückseite mit einem Kunstharzgemisch
aus Acrylatdispersion und Harnstoffharz imprägniert. Die
Harzaufnahme betrug etwa 10%, bezogen auf das
Rohpapiergewicht. Das Papier wurde anschließend off line
auf einem Technikums-Softkalander einseitig auf der
pigment-gestrichenen Seite geglättet. Die dadurch
erzielten Eigenschaften des erfindungsgemäßen Papiers
sind den Papiereigenschaften herkömmlicher Japanfolien
und Vorimprägnate vergleichbarer flächenbezogener Masse
und Färbung gegenübergestellt.
Die erfindungsgemäße einseitig pigmentgestrichene
Dünnschichtfolie auf der Basis von "Vorimprägnat" von
45 g/m2 ergab im Labortest im Vergleich zu üblichen
Möbelvorimprägnaten von 53 g/m2 eine bessere
Bedruckbarkeit im Tiefdruck sowie einen höheren Glanz
nach erfolgter Lackierung mit wäßrigem Acrylatlack
(9 g/m2 Lackauftrag) auf der pigmentierten
Papieroberseite sowie eine schnelleres Wegschlagen der
wäßrigen Kaschierklebstoffe (auf Acrylat- oder
Harnstoffbasis) auf der Papierrückseite (s. auch
Wasserabsorptions-Werte) . Daraus läßt sich auf eine
bessere Verklebbarkeit/Kaschierbarkeit des
erfindungsgemäßen Papiers mit der Faserplatte schließen.
Die etwas schlechtere Planlage dürfte sich nicht negativ
beim Kaschierprozeß auswirken. Die Abdeckung der
Faserplatte ist dagegen aufgrund des geringeren
Aschegehalts und der damit verbundenen leicht geringeren
Opazität etwas schlechter. Außerdem ist die Lichtechtheit
schlechter.
Gegenüber herkömmlichen Japanfolien zeigt die
erfindungsgemäße Dünnschichtfolie eine leicht bessere
Bedruckbarkeit im Tiefdruck, einen bedeutend besseren
Lackstand und ein schnelleres Wegschlagen des Klebstoffes
auf der Papierrückseite (verbesserte Verklebbarkeit/
Kaschierbarkeit).
Außerdem ist die Abdeckung der Faserplatte aufrund der
etwas höheren Opazität des erfindungsgemäßen Papiers
besser. Die Lichtechtheit ist gegenüber der herkömmlichen
Japanfolie aufgrund der Oberflächenpigmentierung leicht
besser.
Es wurde analog Beispiel 1 ein weißes (gebleichtes)
Rohpapier von 47 g/m2 mit einer Faserstoffzusammensetzung
von 80% Eukalyptus- und 20% Kiefernsulfat-Zellstoff und
mit einem Füllstoffeinsatz von 50 kg Titandioxid pro t
Faserstoff auf der Papiermaschine hergestellt und analog
Beispiel 1 unter Anwendung der "Differential Coating"-
Fahrweise einseitig mit einem Pigmentstrich (Clay)
versehen sowie auf der Rückseite imprägniert.
Das Papier wurde anschließend on line unter Verwendung
eines Softkalanders geglättet.
Analog Beispiel 1 und 2 wurde ein weißes (gebleichtes)
Rohpapier von 80 g/m2 mit einer Faserstoffzusammensetzung
von 80% Eukalyptus- und 20% Kiefernsulfat-Zellstoff und
mit einem Füllstoffeinsatz von 250 kg Clay und 50 kg
Talkum pro t Faserstoff auf der Papiermaschine
hergestellt. Im Gegensatz zu den Papieren gemäß
Beispielen 1 und 2 wurde der Papierstoff in der Masse
voll geleimt (Harzleimung) , um die Penetration der
anschließend mittels "Differential Coating"-Fahrweise
aufgebrachten Imprägnier- bzw. Beschichtungsmassen in das
Papiergefüge zu begrenzen.
Im Gegensatz zu den Beispielen 1 und 2 wurde die
einseitige Pigmentbeschichtung der Papierbahn mit einer
Mischung aus Acrylat-Latex und Harnstoffharz im
Verhältnis 70 : 30 (fest) der 20% Titandioxid, bezogen
auf die Gesamtmenge Latex/Harnstoffharz (fest) , zugesetzt
wurden, vorgenommen.
Die Rückseite der Papierbahn wurde dagegen mit einer
Latex/Kunstharzmischung analog den Beispielen 1 und 2
teilimprägniert. Die Tränkharzaufnahme betrug dadurch nur
5% des Rohpapiergewichtes.
Dieses als Druckbasispapier bezeichnete einseitig leicht
pigmentierte Papier auf der Basis von "Vorimprägnat"
wurde der erfindungsgemäßen einseitig pigmentgestrichenen
und rückseitig imprägnierten Dünnschichtfolie analog
Beispiel 2 sowie üblichen 45 g/m2-Japanpapieren sowie
Möbelvorimprägnaten von 53 g/m2 vergleichend
gegenübergestellt.
Wiederum erweist sich die erfindungsgemäße einseitig
pigmentgestriche Dünnschichtfolie auf der Basis von
Vorimprägnat den anderen Papieren qualitativ hinsichtlich
folgender Eigenschaftsmerkmale überlegen:
- - beste Bedruckbarkeit im Tiefdruck
- - höchster Lackstand
- - schnellstes Wegschlagen des Kaschierklebstoffes auf der Papierrückseite, a.h. beste Verklebbarkeit/ Kaschierbarkeit mit anderen Materialien.
Dagegen fallen Opazität und Lichtechtheit gegenüber
üblichen Vorimprägnaten und dem Druckbasispapier
schlechter aus.
Dabei muß bezüglich Opazität auf den Einfluß der höheren
flächenbezogenen Masse von Druckbasispapier verwiesen
werden.
Damit verbindet die erfindungsgemäße Dünnschichtfolie
sowohl die positiven Eigenschaften herkömmlicher
Vorimprägnate und als auch diejenigen der Japanpapiere.
Die erfindungsgemäße Dünnschichtfolie ist ebenfalls für
andere Anwendungen geeignet, bei denen Papierträger mit
ausgezeichneter einseitiger Bedruckbarkeit bzw.
Beschichtbarkeit mit wäßrigen oder lösungsmittelhaltigen
Medien erwünscht sind und außerdem sehr gute
Verklebbarkeit oder Kaschierbarkeit der Papierrückseite
mit unterschiedlichen Untergrundmaterialien gefordert
wird.
Als Beispiele seien Wandbekleidungen, Postermaterialien
und spezielle Abdeckpapiere für Verpackungen genannt.
Claims (5)
1. Dünnschichtfolie aus einem Rohpapier mit
Pigmentstrich auf der Druck- oder Lackierseite des
Rohpapiers, die ausgehend von der dem Pigmentstrich
gegenüberliegenden Seite des Rohpapiers mit einem
Tränkharz imprägniert ist.
2. Dünnschichtfolie nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß der Pigmentstrich in einer Dicke von
1 bis 8 g/m2 ausgebildet ist.
3. Dünnschichtfolie nach Anspruch 1 und 2,
dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis von Pigment zu
Bindemittel 1 : 0,05 bis 1 : 0,35, bezogen auf den
Feststoff, beträgt.
4. Dünnschichtfolie nach Anspruch 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß der Pigmentstrich 1 bis
10 Gew.-% Melaminharz, Harnstoffharz oder Phenolharz
enthält.
5. Dünnschichtfolie nach einem der Ansprüche
1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Harzaufnahme des
Rohpapiers, bezogen auf den Feststoffanteil, zwischen 5
und 15% des Rohpapiergewichts beträgt.
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